鄭元耀 李家鐸 彭 超

（廣東三水大鴻制釉有限公司 廣東 佛山 528143）

前言

根據(jù)陶瓷釉料的加工方式和用途分為熔塊（釉）、生料釉、干式粒釉和印刷釉，它們均以不同方式用于陶瓷制品的表面裝飾。陶瓷制品表面裝飾的作用主要表現(xiàn)為：改善陶瓷制品的外觀品質(zhì)；提高陶瓷制品的裝飾效果與使用性能。陶瓷裝飾技術(shù)是為了提高陶瓷制品的附加值而在陶瓷坯體上進(jìn)行的施釉、彩繪、描金、堆釉、撒干粒等的工藝過(guò)程。大致可分為以下幾種：

1）施釉裝飾。包括濕法施釉和干法施釉，可采用一次燒成或二次燒成。

2）圖案花樣裝飾。釉上、釉中、釉下圖案裝飾（包括手繪、貼花、絲網(wǎng)印刷及噴墨打?。?，無(wú)釉坯體圖案裝飾等，通常也是采用一次燒成或二次燒成。

3）多層次立體圖案花樣裝飾。即目前最常見(jiàn)的在陶瓷磚上使用堆釉、撒干?；蛘呙杞鸬确绞窖b飾，然后再進(jìn)行一次或多次重?zé)?，也稱作三度燒，為了不限于釉燒后的再燒次數(shù)，在文章中稱作彩燒。彩燒是為了提升陶瓷制品的附加值，在釉燒后再于釉面以手繪、貼花紙、描金、上釉等裝飾過(guò)后進(jìn)行一次或多次燒成的工藝過(guò)程。

陶瓷釉料的彩燒性能指陶瓷制品在施釉燒成后，所進(jìn)行的一系列重?zé)b飾后，釉料在重?zé)^(guò)程中耐色差、光澤度、膨脹系數(shù)等變化的能力。但由于在釉燒之后經(jīng)過(guò)加工再燒成，由于釉中一些組分晶化或者重新析晶等對(duì)于原先釉面之色差、光澤度及平滑度都會(huì)造成差異，進(jìn)而影響了整體的裝飾效果。因此，對(duì)于耐彩燒性能的檢測(cè)也是陶瓷釉料性能不可忽略的部份。陶瓷制品釉面的彩燒性能目前還不是普通釉料產(chǎn)品必備的使用性能，但由于現(xiàn)在的消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)彩燒的建筑陶瓷及日用陶瓷制品的需求量越來(lái)越大，使得一些陶瓷企業(yè)生產(chǎn)此類產(chǎn)品的產(chǎn)量也越來(lái)越大，也就是說(shuō)，陶瓷制品釉面要經(jīng)受彩燒的可能性越來(lái)越大。由于陶瓷制品彩燒裝飾工藝的燒成溫度通常在700～1 050℃，燒成時(shí)間為45～60min，而一般釉層在此工藝條件下常會(huì)發(fā)生一些相變化，如析晶、晶體長(zhǎng)大等，從而導(dǎo)致釉面外觀發(fā)生變化；最常見(jiàn)的變化是光澤釉產(chǎn)品釉面變色和光澤變?nèi)?，亞光釉產(chǎn)品的釉面變色、變粗、光澤變強(qiáng)、膨脹系數(shù)變大而使磚形反翹等。這些變化會(huì)影響到陶瓷制品外觀美感和使用性能的降低，因此，有必要在新產(chǎn)品研發(fā)或應(yīng)用過(guò)程中，按照一般彩燒條件對(duì)新產(chǎn)品釉面進(jìn)行彩燒性能測(cè)試。如今對(duì)陶瓷制品檢測(cè)手段的不斷完善和提升，對(duì)陶瓷制品的裝飾效果要求和性能要求也日益嚴(yán)格，對(duì)陶瓷釉料的需求，除了能滿足簡(jiǎn)單的釉面裝飾外也同時(shí)強(qiáng)調(diào)裝飾多層次的視覺(jué)功能以及彰顯陶瓷產(chǎn)品的個(gè)性化需求。為了能達(dá)到這種要求，就需要選用科學(xué)有效的測(cè)試手段來(lái)對(duì)陶瓷釉料的應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試，為選擇合適的陶瓷釉料裝飾技術(shù)提供依據(jù)。在此筆者總結(jié)以往對(duì)陶瓷釉料彩燒性能的測(cè)試方法與大家一起分享。

1 試驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料

1）球磨機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)篩，切割機(jī)。

2）箱式電爐。最高溫度不小于1 300℃。

3）梯度爐。不少于7個(gè)溫區(qū)，最高溫度不小于1 200℃。

4）壓坯機(jī)及配套模具。

5）熱膨脹儀。

所帶爐體加熱均勻，并應(yīng)保證在樣品長(zhǎng)度方向上的溫差在±1℃范圍。

6）色差儀。精度為0.1。

7）光澤度計(jì)。

8）耐火墊板，耐溫1 250℃不變形。

2 試樣制備

2.1 試驗(yàn)釉樣磚

2.1.1 釉燒

將試驗(yàn)釉以使用配比研磨成釉漿并施釉于素（生）坯上，在該試驗(yàn)釉的使用燒成條件下燒成，所制成試驗(yàn)釉樣磚需符合GB／T 4100的要求。

2.1.2 切塊

將2.1.1所制樣磚切割成尺寸適合于光澤度和色差測(cè)試且不大于梯度爐每個(gè)梯度內(nèi)膛尺寸的若干小塊。

2.1.3 再燒

按照彩燒溫度±60℃范圍內(nèi)設(shè)定梯度爐溫度，將2.1.2所制試樣保留一塊做標(biāo)樣外，其余按設(shè)定的測(cè)試溫度依次置于梯度爐中，模擬彩燒時(shí)間燒成。

2.2 試驗(yàn)釉棒

1）釉棒制備。將試驗(yàn)釉球磨成能過(guò)0.147mm（100目）標(biāo)準(zhǔn)篩的釉漿，以注漿法制備釉棒，釉棒的數(shù)量要滿足再燒的需求量。

2）將2.2.1所述試樣經(jīng)初步打磨后置于鋪有少許氧化鋁粉的耐火墊板上一起放入電爐中，依試驗(yàn)釉使用溫度燒成并冷卻。

3）取2.2.2所制試樣數(shù)個(gè)，模擬彩燒溫度和時(shí)間進(jìn)行再次燒成。

4）將2.2.2剩余試樣與2.2.3再燒后的釉棒用切割機(jī)或砂輪、砂紙等工具將其制備成膨脹儀測(cè)試所需樣品尺寸，應(yīng)磨削掉粘帶的氧化鋁粉。

5）所制試驗(yàn)釉棒直徑與長(zhǎng)度與膨脹儀要求尺寸一致，直徑誤差不超過(guò)±0.5mm，長(zhǎng)度誤差不超過(guò)±0.04mm；采用的試驗(yàn)釉棒應(yīng)呈圓柱狀，粗細(xì)均勻，應(yīng)無(wú)空心和氣泡，不含有雜質(zhì)；試驗(yàn)釉棒兩端面應(yīng)平整、平行。

3 測(cè)試方法

3.1 色差

3.1.1 測(cè)試試樣

測(cè)試試樣為2.1.2中未經(jīng)再燒的試驗(yàn)釉樣磚和2.1.3中經(jīng)過(guò)再燒后的試驗(yàn)釉樣磚。測(cè)試前，用粘有化學(xué)純級(jí)異丙醇的濕布清潔被測(cè)試樣表面，用不起毛的干布或不含熒光增白劑的紙巾將表面擦干。

3.1.2 試驗(yàn)步驟

按儀器說(shuō)明書操作儀器，使用前應(yīng)預(yù)熱并校驗(yàn)色差儀。連續(xù)交替地快速測(cè)量試樣色差并記錄讀數(shù)。

所述試驗(yàn)釉樣磚應(yīng)在進(jìn)行再燒前予以編號(hào)并測(cè)量色差和記錄讀數(shù)，以便再燒后與再燒前同編號(hào)試驗(yàn)釉樣磚的色差做對(duì)比。

3.2 光澤度

3.2.1 測(cè)試試樣

與3.1.1相同。

3.2.2 試驗(yàn)步驟

按光澤度計(jì)使用說(shuō)明書操作，使用前應(yīng)預(yù)熱并校驗(yàn)光澤度計(jì)。連續(xù)交替地快速測(cè)量試樣光澤度并記錄讀數(shù)。測(cè)量試驗(yàn)釉樣磚時(shí)應(yīng)盡量使測(cè)量面與測(cè)量窗口工作面接觸。測(cè)量試樣的光澤度時(shí)，應(yīng)固定試樣處理前后的測(cè)量位置和方向。

所述試驗(yàn)釉樣磚應(yīng)在進(jìn)行再燒前予以編號(hào)并測(cè)量光澤度和記錄讀數(shù)，以便再燒后與再燒前同編號(hào)試驗(yàn)釉樣磚的光澤度做對(duì)比。

3.3 釉面變化

取2.1.2保留的一塊試驗(yàn)釉樣磚與再燒后的試驗(yàn)釉樣磚，同時(shí)在相同光源下比較釉面變化。

3.4 熱膨脹系數(shù)

1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量2.2.4所述各試驗(yàn)釉棒在室溫下的長(zhǎng)度，精確至0.02mm。

2）開(kāi)啟熱膨脹儀預(yù)熱至少30min后將試驗(yàn)釉棒裝入熱膨脹儀中，應(yīng)保持釉棒平直、穩(wěn)定，并與傳遞桿接觸良好。

3）設(shè)定升溫速率為5℃／min，啟動(dòng)熱膨脹儀升溫至所需測(cè)試溫度的為止。

4）重復(fù)上述步驟，測(cè)完2.2.4所制備的試驗(yàn)釉棒。

4 測(cè)試結(jié)果

4.1 色差

色差值按式（1）計(jì)算：

式中：L1＊、a1＊、b1＊——再燒后試驗(yàn)釉樣磚的色度值；

L0＊、a0＊、b0＊——再燒前試驗(yàn)釉樣磚的色度值；

△E＊——再燒前后試驗(yàn)釉樣磚的比較色差值。

4.2 光澤度

光澤度變化按式（2）、（3）計(jì)算：

式中：Gi——再燒前試驗(yàn)釉樣磚光澤度值；

Gf——再燒后試驗(yàn)釉樣磚光澤度值。

4.3 釉面變化

以目視觀察3.3所述，以2.1.2的試驗(yàn)釉樣磚為準(zhǔn)，逐個(gè)比對(duì)再燒后不同溫度的釉面有無(wú)變化，將差異用文字記錄下來(lái)。

4.4 熱膨脹系數(shù)

線性熱膨脹系數(shù)α用10－6／℃表示，精確到小數(shù)點(diǎn)后第一位，按式（4）表示。

式中：α——線性熱膨脹系數(shù)，10－6／℃。

L0——室溫下試驗(yàn)釉棒的長(zhǎng)度，mm。

△L——試驗(yàn)釉棒在室溫和測(cè)試溫度之間的增長(zhǎng)，mm。

△t——溫度的升高值，℃。

體熱膨脹系數(shù)＝3α，以×10－7／℃表示。

5 測(cè)試報(bào)告

測(cè)試報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1）采樣時(shí)間，試驗(yàn)日期；

2）試驗(yàn)釉的編號(hào)與外觀描述；

3）試驗(yàn)釉的數(shù)量；

4）試驗(yàn)釉燒成溫度和燒成周期、再燒的燒成溫度和燒成周期；

5）試驗(yàn)釉樣磚色差、光澤度和熱膨脹系數(shù)測(cè)試結(jié)果及釉面變化的描述。

6 結(jié)語(yǔ)

陶瓷釉料經(jīng)彩燒后的釉面光澤度均會(huì)有不同程度的變化，只有釉面變化在合理的范圍內(nèi)才有可能被使用方接收。而彩燒前后熱膨脹系數(shù)的變化也是至關(guān)重要的，因涉及到彩燒后磚型的平直度與釉面龜裂。對(duì)以上試驗(yàn)結(jié)果的判定，主要是依試驗(yàn)者對(duì)比試驗(yàn)釉料彩燒前后釉面的變化而做的判斷。在一般情況下，可以確定彩燒后釉面色差變化越小越好，釉面光澤度損失越小越好，釉料熱膨脹系數(shù)的變化越小越好。不同的客戶也可以根據(jù)自身對(duì)釉面變化的需求及喜好來(lái)對(duì)陶瓷釉料能否可以使用于彩燒來(lái)作判定，故使用本方法時(shí)，主要是提供一種簡(jiǎn)單的陶瓷釉料彩燒性能測(cè)試方法，不提供對(duì)產(chǎn)品品級(jí)的判定方法。

1 李鴻凱，楊播.“三度燒”的生產(chǎn)技術(shù)及其操作要領(lǐng)［J］.全國(guó)科技核心期刊——陶瓷，1998（3）：37～40